二氧化碳基共聚酯制备及纤维/薄膜应用实现关键突破，赋能产业绿色升级

项目研究成果简要介绍如下：

本项目面向二氧化碳资源化利用与高端聚酯材料绿色制造需求，以二氧化碳衍生碳酸二甲酯（DMC）为原料具有反应条件温和、结构设计简单等优点。然而DMC的间接利用路线仍存在活化效率低、多组分共聚反应速率不匹配、低沸点组分易挥发，以及常规钛系催化剂易水解失活等难题；在工程放大过程中，碳酸酯和芳香酯反应体系及反应速率不匹配，熔体黏度波动较大，副产物组成复杂且易共沸，分离难度较大，共聚酯还具有热、剪切敏感性强，加工稳定性不足等问题。

围绕上述问题，本项目构建“二氧化碳基单体/链段设计—催化聚合与结构调控—熔体加工—纤维/薄膜成型—性能评价与应用验证”技术路线，开展二氧化碳基共聚酯的结构设计、稳定制备及纤维和薄膜应用关键技术研究。

项目创制柠檬酸多配位络合的钛锌双活性中心催化体系，开发分子结构设计、梯度升温酯化和高酸醇比反应技术，实现共聚酯序列结构、分子量及端基协同调控；建立DMC、甲醇、水、四氢呋喃等小分子副产物串联回收技术，回收率大于99%，并开发分步酯化共缩聚连续制备技术与装备。

项目开发聚对苯二甲酸-碳酸丁二醇酯（PBCT）山梨醇成核、复合熔体稳定挤出、分区梯度冷却及PBCT/PET皮芯双组份纤维纺丝牵伸技术，实现低温热粘合、稳定纺丝、形态保持和本征消臭功能协同；开发聚对苯二甲酸-碳酸环己烷二甲醇酯（PCCT）多级拉伸—冷却松弛薄膜成型技术，实现薄膜厚度均匀、取向稳定、低雾度、高透明、热收缩可控和尺寸稳定。

本项目成果已完成二氧化碳基共聚酯绿色制备、连续工程化加工及纤维、薄膜成形应用验证，形成了从二氧化碳衍生单体转化、共聚酯制备、纤维/薄膜加工到终端应用评价的成套技术体系。依托产学研协同，完成了材料制备、工程化放大、复合纤维加工及薄膜成形等环节的验证，形成了二氧化碳基皮芯复合纤维均匀稳定成形技术和薄膜稳定成型技术。

应用结果表明，相关技术能够实现复合纤维产品稳定成形、低温热粘合和本征消臭功能协同，以及实现薄膜产品厚度均匀、低雾度、高透明、热收缩可控和尺寸稳定。项目成果在低醛、低挥发、低气味及安全性等方面具有特点，已在卫生无纺布和薄膜包装两大领域形成应用示范。

图 | 吨级产线及纤维加工应用

图 | 热收缩薄膜加工和应用领域

东华大学：作为项目牵头单位，主要负责项目基础研究与技术研发，包括二氧化碳基共聚酯反应机理、功能化利用及稳定成形等，为从基础研究、技术开发到产业放大提供理论依据和技术支撑。

江苏新视界先进功能纤维创新中心有限公司：作为项目完成单位之一，是国家先进功能纤维创新中心的建设与运营主体，依托检测平台和中试平台，主要开展二氧化碳基共聚酯的中试验证与产业化放大工作。

福建闽瑞新合纤股份有限公司：作为项目完成单位之一，是全球ES纤维（卫材用热风纤维）行业领军企业，全球市场占有率约20%，并为国内唯一实现超细旦纤维稳定量产的企业。公司在ES纤维应用及下游需求方面具有丰富经验，为本项目皮芯复合纤维成形及工程化应用提供了核心支撑。

中国纺织科学研究院有限公司：作为项目完成单位之一，在纤维成形加工及机理研究方面具有深厚基础，依托生物基纤维材料全国重点实验室，为本项目低熔点共聚酯纤维成形提供了小试验证，助力实现产品多样化应用。

优彩环保资源科技股份有限公司：作为项目完成单位之一，是国内再生有色涤纶短纤维细分领域头部企业，为本项目二氧化碳基共聚酯连续工程化制备及短纤维应用提供了核心支撑。

江苏三联新材料股份有限公司：作为项目完成单位之一，长期从事差异化纤维加工与应用，具备年产15万吨差异化纤维能力，差别化产品占比超过85%，为本项目二氧化碳基共聚酯长丝工程化应用提供支撑。